侯捷談Java反射機制 – JAVA編程語言程序開發技術文章

摘要


Reflection 是Java被視為動態(或準動態)語言的一個關鍵性質。這個機制允許程序在運行時透過Reflection APIs取得任何一個已知名稱的class的內部信息,包括其modifiers(諸如public, static 等等)、superclass(例Object)、實現之interfaces(例如Cloneable),也包括fields和methods的所有信息,並可於運行時改變fields內容或喚起methods。本文借由實例,大面積示范Reflection APIs。


 於本文:


讀者基礎:具備Java 語言基礎。


本文適用工具:JDK1.5


 


關鍵詞:


Introspection(內省、內觀)Reflection(反射)


    有時候我們說某個語言具有很強的動態性,有時候我們會區分動態和靜態的不同技術與作法。我們朗朗上口動態綁定(dynamic binding)、動態鏈接(dynamic linking)、動態加載(dynamic loading)等。然而“動態”一詞其實沒有絕對而普遍適用的嚴格定義,有時候甚至像對象導向當初被導入編程領域一樣,一人一把號,各吹各的調。



一般而言,開發者社群說到動態語言,大致認同的一個定義是:“程序運行時,允許改變程序結構或變量類型,這種語言稱為動態語言”。從這個觀點看,Perl,Python,Ruby是動態語言,C++,Java,C#不是動態語言。 


      盡管在這樣的定義與分類下Java不是動態語言,它卻有著一個非常突出的動態相關機制:Reflection。這個字的意思是“反射、映象、倒影”,用在Java身上指的是我們可以於運行時加載、探知、使用編譯期間完全未知的classes。換句話說,Java程序可以加載一個運行時才得知名稱的class,獲悉其完整構造(但不包括methods定義),並生成其對象實體、或對其fields設值、或喚起其methods1。這種“看透class”的能力(the ability of the program to examine itself)被稱為introspection(內省、內觀、反省)。Reflection和introspection是常被並提的兩個術語。


Java如何能夠做出上述的動態特性呢?這是一個深遠話題,本文對此隻簡單介紹一些概念。整個篇幅最主要還是介紹Reflection APIs,也就是讓讀者知道如何探索class的結構、如何對某個“運行時才獲知名稱的class”生成一份實體、為其fields設值、調用其methods。本文將談到java.lang.Class,以及java.lang.reflect中的Method、Field、Constructor等等classes。


Classclass


      眾所周知Java有個Object class,是所有Java classes的繼承根源,其內聲明瞭數個應該在所有Java class中被改寫的methods:hashCode()、equals()、clone()、toString()、getClass()等。其中getClass()返回一個Class object。


      Class class十分特殊。它和一般classes一樣繼承自Object,其實體用以表達Java程序運行時的classes和interfaces,也用來表達enum、array、primitive Java types(boolean, byte, char, short, int, long, float, double)以及關鍵詞void。當一個class被加載,或當加載器(class loader)的defineClass()被JVM調用,JVM 便自動產生一個Class object。如果您想借由“修改Java標準庫源碼”來觀察Class object的實際生成時機(例如在Class的constructor內添加一個println()),不能夠!因為Class並沒有public constructor(見圖1)。本文最後我會撥一小塊篇幅順帶談談Java標準庫源碼的改動辦法。


      Class是Reflection故事起源。針對任何您想探勘的class,唯有先為它產生一個Class object,接下來才能經由後者喚起為數十多個的Reflection APIs。這些APIs將在稍後的探險活動中一一亮相。


 


#001 public final


#002 class Class<T> implements java.io.Serializable,


#003 java.lang.reflect.GenericDeclaration,


#004 java.lang.reflect.Type,


#005 java.lang.reflect.AnnotatedElement {


#006    private Class() {}


#007    public String toString() {


#008        return ( isInterface() ? “interface ” :


<FONT size=2

發佈留言